采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦采煤工作面沿空留巷工藝，尤其是涉及采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，以適應(yīng)任何煤層回采工作面的沿空留巷。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦開采中，為了減少采煤區(qū)運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷之間的煤損失，減少工作面開采巷道的開掘量，采用沿空留巷技術(shù)又稱無煤柱開采技術(shù)，即在靠近采煤工作面的一側(cè)采空區(qū)進(jìn)行混凝土、高水材料或膏體材料填充，人工形成一道墻體，用以保留一區(qū)段的運(yùn)輸機(jī)巷，做為下個(gè)采煤工作面的回風(fēng)巷的采煤方法。目前，沿空留巷技術(shù)應(yīng)用大致有兩種方式，一種為應(yīng)用較多的人工堆砌模型后灌漿充填，支護(hù)均采用單體支柱，效率低，作業(yè)不安全；另一種為由剛性模板機(jī)構(gòu)灌漿充填，需要等待一定的墻體固化時(shí)間，但由于填充料固化時(shí)間不能和采煤工作面推進(jìn)時(shí)間相匹配，或墻體過早承載頂板壓力而使墻體損壞，造成采煤工作面停機(jī)，不能滿足采煤工作面的快速推進(jìn)運(yùn)行的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明目的在于提供一種采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，以實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效綜采工作面，滿足采煤工作面每天推進(jìn)12米以上的沿空留巷的需要。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，包括布置在機(jī)巷或回風(fēng)巷中的過渡架、墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架、墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架；所述過渡支架布置在采煤工作面機(jī)頭或機(jī)尾一側(cè)，通過前部連接頭與刮板運(yùn)輸機(jī)連接，所述墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架、墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架布置在過渡支架后部，墻體支架連接有剛性模板機(jī)構(gòu)，用于沿空留巷進(jìn)行填充墻體的制作；墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架分別通過拉移油缸與過渡支架連接；采煤時(shí)，墻體支架上的模板機(jī)構(gòu)動(dòng)作形成墻體模板并對(duì)墻體模板注入填充料，采煤工作面推進(jìn)一個(gè)步距時(shí)，過渡支架隨采煤工作面前移一個(gè)步距，過渡支架后部伸縮梁伸出，拉移油缸伸出一個(gè)步距；采煤工作面采第二刀煤時(shí)，墻體模板內(nèi)填充料凝固，成為充填墻體；采煤工作面推進(jìn)第二個(gè)步距時(shí)，過渡支架隨采煤工作面前移一個(gè)步距，墻體外側(cè)保護(hù)支架和墻體支架前部伸縮梁伸出，臨時(shí)支護(hù)過渡架移架后暴露的頂板，拉移油缸伸出第二個(gè)步距后墻體支架的剛性模板機(jī)構(gòu)脫離充填墻體，然后收縮拉移油缸，同時(shí)過渡支架后部伸縮梁、墻體外側(cè)保護(hù)支架和墻體支架前部伸縮梁縮回，墻體支架和墻體外側(cè)保護(hù)支架前移，墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架邁步自移兩個(gè)步距，墻體外側(cè)保護(hù)支架和墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架為充填墻體提供臨時(shí)支護(hù)，保護(hù)充填墻體在強(qiáng)化到所需強(qiáng)度前不承載頂板壓力；至此一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束，開始下個(gè)循環(huán)。
[0005]所述墻體支架的底座為前部整體、后部開檔結(jié)構(gòu)，頂梁為前部整體帶伸縮梁、后部開檔結(jié)構(gòu)，中部為四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)；頂梁、底座上設(shè)置有模板機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)模板成型和托模。
[0006]所述墻體外側(cè)保護(hù)支架為前、后排列布置的兩部，分別通過頂梁和底座前后鉸接；所述前部墻體外側(cè)保護(hù)支架通過拉移油缸與過渡支架連接，所述后部墻體外側(cè)保護(hù)支架后端設(shè)有搭接的大側(cè)板擋矸機(jī)構(gòu)而前端設(shè)有單擺桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。
[0007]所述墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架為前、后布置的兩組；每組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架為并排設(shè)置的兩部；每部墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的頂梁均為兩側(cè)帶側(cè)幫板的整體頂梁結(jié)構(gòu)，所述整體頂梁的頂板上表面設(shè)有導(dǎo)槽，用于保護(hù)錨索、錨桿；前、后布置的兩組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的底座之間通過移架油缸相連接，實(shí)現(xiàn)邁步自移；每組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的頂梁之間通過油缸相連接。
[0008]本發(fā)明有益效果是實(shí)現(xiàn)所述充填墻體在凝固和強(qiáng)化過程中的臨時(shí)支撐保護(hù)，解決免了采煤工作面停車等待充填墻體固化的不足。充填墻體的制作與采煤同步進(jìn)行，保證充填墻體在凝固到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前不承接頂板壓力，從而保障高產(chǎn)高效采煤工作面的連續(xù)推進(jìn)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明所述方法使用的具體設(shè)備布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖1所示，本發(fā)明所述的采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，包括布置在機(jī)巷或回風(fēng)巷中的過渡架1.1、1.2、1.3，墻體支架2，墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1、3.2，墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架4.1、4.2,4.3,4.4 ;所述過渡支架1.1、1.2、1.3布置在采煤工作面機(jī)頭或機(jī)尾一側(cè)，通過前部連接頭與刮板運(yùn)輸機(jī)連接，滿足正常采煤跟隨刮板運(yùn)輸機(jī)的推移和自身移架，后面通過拉移油缸5.1、5.2、5.3、5.4與墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1、3.2和墻體支架2連接實(shí)現(xiàn)兩個(gè)采煤步距的移架。墻體支架2、墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1、3.2和墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架4.1、4.2、4.3、4.4布置在過渡支架1.1、1.2、1.3后部；墻體支架2的底座為前部整體、后部開檔結(jié)構(gòu),頂梁為前部整體帶伸縮梁、后部開檔結(jié)構(gòu)，中部為四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，墻體支架2頂梁、底座上的模板機(jī)構(gòu)行成填充腔6，用于沿空留巷7進(jìn)行填充墻體8的制作和起到穩(wěn)固充填墻體8位置作用；墻體支架2主要功能不是支撐頂板，所以墻體支架2設(shè)計(jì)工作阻力較小，支護(hù)強(qiáng)度約為
0.5MPa。墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1,3.2為前、后排列布置的兩部，分別通過頂梁和底座前后鉸接；前部的墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1通過拉移油缸5.1、5.2與過渡支架1.1連接，后部的墻體外側(cè)保護(hù)支架3.2后端設(shè)有搭接的大側(cè)板擋矸機(jī)構(gòu)而前端設(shè)有單擺桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。由于墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1,3.2用于支撐充填墻體8采空區(qū)側(cè)的頂板，以達(dá)到有效控制直接頂?shù)碾x層、保護(hù)充填墻體8在固化到設(shè)計(jì)所需額定強(qiáng)度前承受較大的頂板載荷，因此其設(shè)計(jì)的支護(hù)強(qiáng)度在1.5-2MPa之間。墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架4.1,4.2,4.3、4.4為前、后布置的兩組；每組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架為并排設(shè)置的兩部；每部墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的頂梁均為兩側(cè)帶側(cè)幫板的整體頂梁結(jié)構(gòu)，所述整體頂梁的頂板上表面設(shè)有導(dǎo)槽，用于保護(hù)錨索、錨桿；前、后布置的兩組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架4.1、4.2、4.3、4.4的底座之間通過移架油缸9.1、9.2相連接，實(shí)現(xiàn)邁步自移；每組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的底座之間通過油缸10.1、10.2相連接。墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架
4.1,4.2,4.3、4.4布置在預(yù)留巷內(nèi)，采用自移邁步式跟隨采煤工作面推進(jìn)，替代單體支柱臨時(shí)維護(hù)巷道頂板，保護(hù)充填墻體8固化，根據(jù)填充墻體8材料的不同，保護(hù)距離為10-20個(gè)采煤步距，為工作人員在巷道內(nèi)作業(yè)提供更安全的保護(hù)。
[0011]采煤時(shí)，墻體支架的模板機(jī)構(gòu)動(dòng)作形成墻體模板6并對(duì)墻體模板注入填充料，采煤工作面推進(jìn)一個(gè)步距時(shí)，過渡支架隨采煤工作面前移一個(gè)步距，過渡支架1.1、1.2、1.3后部伸縮梁伸出，拉移油缸5.1、5.2、5.3、5.4伸出一個(gè)步距；采煤工作面采第二刀煤時(shí)，墻體模板內(nèi)填充料凝固，成為充填墻體8 ;采煤工作面推進(jìn)第二個(gè)步距時(shí)，過渡支架1.1,1.2、
1.3隨采煤工作面前移一個(gè)步距，墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1,3.2和墻體支架2前部伸縮梁伸出，臨時(shí)支護(hù)過渡架1.1、1.2、1.3移架后暴露的頂板，拉移油缸5.1、5.2、5.3、5.4伸出第二個(gè)步距后墻體支架2的剛性模板機(jī)構(gòu)脫離充填墻體8，然后收縮拉移油缸5.1,5.2,5.3、
5.4，同時(shí)過渡支架1.1、1.2、1.3后部伸縮梁、墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1、3.2和墻體支架2前部伸縮梁縮回，墻體支架2和墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1、3.2前移，墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架4.1、4.2、4.3,4.4邁步自移兩個(gè)步距，墻體外側(cè)保護(hù)支架3.1,3.2和墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架4.1,4.2、4.3,4.4為充填墻體8提供臨時(shí)支護(hù)，保護(hù)充填墻體8在強(qiáng)化到所需強(qiáng)度前不承載頂板壓力；至此一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束，開始下個(gè)循環(huán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，其特征在于:包括布置在機(jī)巷或回風(fēng)巷中的過渡架、墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架、墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架；所述過渡支架布置在采煤工作面機(jī)頭或機(jī)尾一側(cè)，通過前部連接頭與刮板運(yùn)輸機(jī)連接，所述墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架、墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架布置在過渡支架后部，墻體支架連接有剛性模板機(jī)構(gòu)，用于沿空留巷進(jìn)行填充墻體的制作；墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架分別通過拉移油缸與過渡支架連接；采煤時(shí)，剛性模板機(jī)構(gòu)動(dòng)作形成墻體模板并對(duì)墻體模板注入填充料，采煤工作面推進(jìn)一個(gè)步距時(shí)，過渡支架隨采煤工作面前移一個(gè)步距，過渡支架后部伸縮梁伸出，拉移油缸伸出一個(gè)步距；采煤工作面采第二刀煤時(shí)，墻體模板內(nèi)填充料凝固，成為充填墻體；采煤工作面推進(jìn)第二個(gè)步距時(shí)，過渡支架隨采煤工作面前移一個(gè)步距，墻體外側(cè)保護(hù)支架和墻體支架前部伸縮梁伸出，臨時(shí)支護(hù)過渡架移架后暴露的頂板，拉移油缸伸出第二個(gè)步距后墻體支架的剛性模板機(jī)構(gòu)脫離充填墻體，然后收縮拉移油缸，同時(shí)過渡支架后部伸縮梁、墻體外側(cè)保護(hù)支架和墻體支架前部伸縮梁縮回，墻體支架和墻體外側(cè)保護(hù)支架前移，墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架邁步自移兩個(gè)步距，墻體外側(cè)保護(hù)支架和墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架為充填墻體提供臨時(shí)支護(hù)，保護(hù)充填墻體在強(qiáng)化到所需強(qiáng)度前不承載頂板壓力；至此一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束，開始下個(gè)循環(huán)。
2.根據(jù)專利要求I所述的采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，其特征在于:所述墻體支架的底座為前部整體、后部開檔結(jié)構(gòu)，頂梁為前部整體帶伸縮梁、后部開檔結(jié)構(gòu)，中部為四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)；頂梁、底座上設(shè)置有模板機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)模板成型和托模。
3.根據(jù)專利要求I所述的采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，其特征在于:所述墻體外側(cè)保護(hù)支架為前、后排列布置的兩部，分別通過頂梁和底座前后鉸接；所述前部墻體外側(cè)保護(hù)支架通過拉移油缸與過渡支架連接，所述后部墻體外側(cè)保護(hù)支架后端設(shè)有搭接的大側(cè)板擋矸機(jī)構(gòu)而前端設(shè)有單擺桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)專利要求I所述的采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，其特征在于:所述墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架為前、后布置的兩組；每組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架為并排設(shè)置的兩部；每部墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的頂梁均為兩側(cè)帶側(cè)幫板的整體頂梁結(jié)構(gòu)，所述整體頂梁的頂板上表面設(shè)有導(dǎo)槽，用于保護(hù)錨索、錨桿；前、后布置的兩組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的底座之間通過移架油缸相連接，實(shí)現(xiàn)邁步自移；每組墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架的頂梁之間通過油缸相連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采煤工作面沿空留巷支護(hù)方法，包括布置在機(jī)巷或回風(fēng)巷中的過渡架、墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架、墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架；過渡支架布置在采煤工作面機(jī)頭或機(jī)尾一側(cè)，通過前部連接頭與刮板運(yùn)輸機(jī)連接，墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架、墻體內(nèi)側(cè)保護(hù)支架布置在過渡支架后部，墻體支架連接有剛性模板機(jī)構(gòu)；墻體支架、墻體外側(cè)保護(hù)支架分別通過拉移油缸與過渡支架連接；采煤時(shí)，墻體支架上的模板機(jī)構(gòu)動(dòng)作形成墻體模板并對(duì)墻體模板注入填充料，采煤工作面推進(jìn)一個(gè)步距時(shí)，過渡支架隨采煤工作面前移一個(gè)步距，采煤工作面采第二刀煤時(shí)，墻體模板內(nèi)填充料凝固，成為充填墻體。本發(fā)明保障了高產(chǎn)高效采煤工作面的連續(xù)推進(jìn)。
【IPC分類】E21D11-04, E21D23-04
【公開號(hào)】CN104533447
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410791618
【發(fā)明人】向家雨, 劉付營(yíng), 陳戈, 李帥, 曹必德, 史朝軍, 李鵬
【申請(qǐng)人】鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日